1、课时跟踪练 23 一、选择题 1一定条件下，下列反应不可能自发进行的是()A2O3(g)=3O2(g)H0 CN2(g)3H2(g)2NH3(g)H0 解析：反应自发进行的判断依据是 HTS0，反应非自发进行，据此判断。A 项，H0，可满足 HTS0，S0，温度较高时即可满足 HTS0，反应能自发进行，不符合题意；C 项，H0，S0，温度较低时即可满足 HTS0，S0，不能自发进行，符合题意。答案：D 2下列说法不正确的是()ANa 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 B氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体是熵减的反应 C吸热反应一定是非自发进行的 DMg(OH)2 固体在溶液中存
2、在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，该固体可溶于NH4Cl 溶液 解析：化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。答案：C 3(2020上海市松江区第一次模拟)N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H0。一定温度时，向密闭容器中通入 N2O5，部分实验数据见下表。下列说法错误的是()时间/s 0 500 1 000 1 500 c(N2O5)/(molL1)0.50 0.35 0.25 0.25 A500 s 时 O2的浓度为 0.075 molL1 B平衡后，升高温度，正反应速率先增大后减小 C平衡后，要使平衡常数增大
3、，改变的条件是升高温度 D1 000 s 时将容器的体积缩小一半，重新达到平衡时 0.25 molL1c(N2O5)0.50 molL1 解析：根据表格信息，在500 s时，c(N2O5)变化量为0.50 molL10.35 molL10.15 molL1，则 O2的浓度为 0.075 molL1，选项 A 正确；该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，所以正反应速率先增大后减小，选项 B 正确；该反应是吸热反应，升高温度，K增大，选项 C 正确；1 000 s 时反应达到平衡，平衡时 c(N2O5)0.25 molL1，其他条件不变，将容器的体积缩小一半，若平衡不移动，此时 N2O
4、5的浓度为 0.5 molL1，由于体积减小，压强增大，平衡向逆反应方向移动，则达到新平衡时，c(N2O5)0.5 molL1，选项 D 错误。答案：D 4放热反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度 t1时达到平衡，平衡时 c1(CO)c1(H2O)1.0 molL1，其平衡常数为 K1。升高反应体系的温度至 t2时，反应物的平衡浓度分别为 c2(CO)和 c2(H2O)，平衡常数为 K2，则()AK1和 K2的单位均为 molL1 BK1c2(CO)解析：由化学平衡：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，则平衡常数表达式 Kc（CO2）c（H2）c（CO）c（H2O
5、），所以K的单位为1，不是molL1，故 A 项错误；升高反应体系的温度至 t2时，正向反应是放热反应，所以温度升高，平衡向吸热反应方向进行，即平衡逆向进行，K2c1(CO)，故 D 项错误。答案：C 5(2020河北石家庄二中月考)在体积均为 1.0 L 的两恒容密闭容器中加入足量的相同的炭粉，再分别加入 0.1 mol CO2 和 0.2 mol CO2，在不同温度下反应：CO2(g)C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时 CO2 的物质的量浓度 c(CO2)随温度的变化如图所示(图中、点均处于曲线上)。下列说法正确的是()A反应：CO2(g)C(s)2CO(g)的 S0、H0 B体系的总压
6、强 p 总：p 总(状态)2p 总(状态)C体系中 c(CO)：c(CO，状态)2c(CO，状态)D逆反应速率：v 逆(状态)v 逆(状态)解析：由气体的化学计量数增大可知 S0，又因图中温度高，平衡时 c(CO2)小，则升高温度，平衡向正反应方向移动，可知H0，故 A 项错误；分别加入 0.1 mol CO2和 0.2 mol CO2，点所在曲线为加入 0.1 mol CO2，点所在曲线为加入 0.2 mol CO2，若平衡不移动，体系的总压强为 p 总(状态)2p 总(状态)，但加压使 CO2(g)C(s)2CO(g)的平衡向逆反应方向移动，故体系的总压强为 p 总(状态)2p 总(状态)
7、，故 B 项错误；状态、状态的温度相同，状态看作先加入 0.1 mol CO2，与状态平衡时 CO 的浓度相同，再加入 0.1 mol CO2，若平衡不移动，状态 CO 的浓度等于 2 倍，但再充入 CO2，相当增大压强，平衡向逆反应方向移动，消耗 CO，则 c(CO，状态)2c(CO，状态)，故 C 项正确；状态、状态的温度不同，温度高，反应速率大，则逆反应速率为 v 逆(状态)v 逆(状态)，故 D 项错误。答案：C 6羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将 CO 和 H2S 混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2S(g)COS(g)H
8、2(g)K1。反应前 CO 物质的量为 1 mol，平衡后 CO 物质的量为 0.8 mol。下列说法正确的是()A羰基硫的结构式为 OCS B通入 CO 后，正反应速率逐渐增大 C再加入 0.1 mol H2S 和 0.1 mol H2，平衡不移动 D反应前 H2S 物质的量为 0.25 mol 解析：羰基硫的结构式为 O=C=S，故 A 项错；通入 CO 后，正反应速率迅速增大，故B 项错；再加入 0.1 mol H2S 和 0.1 mol H2，设反应平衡时 H2S 物质的量为 x，恒容密闭容器的体积为 V(L)，则 CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)起始浓度/(molL)1V
9、 0.2V xV 0 0 变化浓度/(molL)0.2V 0.2V 0.2V 0.2V 平衡浓度/(molL)0.8V xV 0.2V 0.2V 根据 Kc（COS）c（H2）c（CO）c（H2S）0.2V 0.2V0.8V xV1，解得 x0.05 mol。再加入 0.1 mol H2S 和0.1 mol H2时，各物质的物质的量浓度变为 CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)0.8V 0.15V 0.2V 0.3V 此状态的浓度商 Qc（COS）c（H2）c（CO）c（H2S），代入数据解得 Q0.5 1，平衡向正反应方向移动，故 C 项错；根据选项 C 的分析可知，反应前 H2S
10、的物质的量为 0.25 mol，故 D 项正确。答案：D 7(2020河北石家庄二中期末考试)下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如下表所示。则下列说法正确的是()化学反应 平衡常数 温度 973 K 1 173 K Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H1 K1 1.47 2.15 Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)H2 K2 2.38 1.67 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H3 K3？AH10，H20 B反应、的反应热满足关系：H2H1H3 C反应、的平衡常数满足关系：K1K2K3 D要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动
11、，可采取升温措施 解析：反应温度升高，K 增大，则反应为吸热反应，H10，反应温度升高，K 减小，则反应为放热反应，H20，故 A 项错误；根据盖斯定律可得，反应：，则有 H2H1H3，故 B 项正确；K1c（CO）c（CO2），K2 c（H2）c（H2O），K3c（CO2）c（H2）c（CO）c（H2O），则有 K2K1K3，故 C 项错误；根据 K2K1K3，可知反应在 973 K 时的 K(1.62)比在 1 173K时的 K(0.78)大，即温度升高，K 减小，则反应为放热反应，所以要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取降温措施，故 D 项错误。答案：B 8在 25 时
12、，密闭容器中 X、Y、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表。下列说法错误的是()物质 X Y Z 初始浓度/(molL1)0.1 0.2 0 平衡浓度/(molL1)0.05 0.05 0.1 A反应达到平衡时，X 的转化率为 50%B反应可表示为 X3Y2Z，其平衡常数的值为 1 600 C增大压强使平衡向生成 Z 的方向移动，平衡常数增大 D改变温度可以改变此反应的平衡常数 解析：反应达到平衡状态时，X 的转化率（0.10.05）molL10.1 molL1100%50%，故 A 项正确；根据表中数据知，反应达到平衡状态时 c(X)(0.10.05)molL10.05 molL1、c(Y
13、)(0.20.05)molL10.15 molL1、c(Z)(0.10)molL10.1 molL1，同一反应中同一段时间内各物质浓度变化量之比等于其计量数之比，所以 X、Y、Z 的计量数之比0.05 molL10.15 molL10.1 molL1132，故其方程式为 X3Y2Z，化学平衡常数 Kc2（Z）c（X）c3（Y）0.120.050.0531 600，故 B 项正确；该反应前后气体体积减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，故 C 项错误；平衡常数只受温度的影响，温度改变时，化学平衡常数一定变化，故 D项正确。答案：C 二、非选择
14、题 9(2020河南驻马店模拟节选)煤燃烧产生的烟气中含有 SO2和 NOx，用 NaOH、NaClO、Ca(ClO)2等溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。请回答下列问题：(1)下列关于吸收 SO2过程发生的有关反应，用下列方程式表示：SO2(g)2OH(aq)=SO23(aq)H2O(l)k1；ClO(aq)SO23(aq)=SO24(aq)Cl(aq)k2；CaSO4(s)=Ca2(aq)SO24(aq)k3。k1、k2、k3分别表示反应、的化学平衡常数，则反应：SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)的化学平衡常数 K_(用
15、k1、k2、k3表示)。(2)SO2 的水溶液中存在歧化反应：3SO22H2O2H2SO4S，I可作为该反应的催化剂，催化过程如下：a：SO24I4H=S2I22H2O；b：I22H2OSO2=SO24 2I4H。欲探究反应 a 和 b 的反应速率与歧化反应的速率的关系，设计实验如下：将 18 mL SO2的水溶液分别加入 2 mL 下列试剂中，密闭放置，观察现象。(已知 I2易溶于 KI 溶液，溶液呈棕褐色)编号 试剂 0.4 molL1 KI 0.4 molL1 KI、0002 mol I2 实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液由棕褐色很快褪色为无色，然后变为黄色，出现浑浊，较快
16、由实验现象可得出反应 a 与反应 b 的速率：v(a)_v(b)(填“”“”或“”)；测得反应：3SO22H2O2H2SO4S在实验中，部分物质的物质的量的变化如图所示(设混合溶液的体积为两溶液的体积之和)，则 N 表示_(填物质的名称)的变化曲线。该反应在实验条件下进行，15 min 时达到化学平衡状态，用 SO2表示该反应前 15 min内的平均反应速率为_molL1min1；下列叙述能说明反应：3SO2(aq)2H2O(l)=2H2SO4(aq)S(s)已达到平衡状态的是_(填字母)。A生成 1.5 mol SO2的同时消耗 1 mol H2SO4 B反应过程中，溶液中的分子总数不再变化
17、 C恒温恒容时，混合溶液中硫酸的密度保持不变 D绝热恒容时，反应的化学平衡常数不再变化 解析：(1)根据盖斯定律，反应：可得 SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)Kc（Cl）c（SO2）c（Ca2）c（ClO）c2（OH），k1c（SO23）c（SO2）c2（OH），k2c（Cl）c（SO24）c（SO23）c（ClO），k3c(Ca2)c(SO24)，Kk1k2k3。(2)由实验现象可知，同时加入 KI 和碘单质时出现浑浊的速度比只加入 KI 要快，故 v(a)v(b)；由题图可知，N 的物质的量增大，则 N 是生成物，15 min
18、 共生成 0.003 mol N，同时消耗 0.015 mol0.006 mol0.009 mol M，可以推知反应速率 v(M)3v(N)，由方程式：3SO22H2O2H2SO4S可知，M 为 SO2，N 为硫；用 SO2表示该反应前 15 min 内的平均反应速率为 v(SO2)n（SO2）Vt0.009 mol0.02 L15 min0.03 molL1min1；生成 1.5 mol SO2的同时消耗 1 mol H2SO4 描述的都是逆反应的速率，不能说明反应达到平衡，A 项错误；3SO2(aq)2H2O(l)2H2SO4(aq)S(s)可以看成是分子数减小的反应，当溶液中的分子总数不
19、再变化时，说明反应到达平衡，B 项正确；恒温恒容时，混合溶液中硫酸的密度保持不变说明硫酸的物质的量不变，说明反应到达平衡，C 项正确；温度不变，化学平衡常数不变，所以反应的化学平衡常数不再变化时，说明反应放热和吸热相等，说明反应到达平衡，D 项正确；答案选 BCD。答案：(1)k1k2k3 (2)硫 0.03 BCD 10(2020深圳第二次调研)以 CH4、CO2为原料合成乙酸，是综合开发温室气体资源的新方向。.CH4CO2催化重整间接制乙酸。CH4CO2催化重整制合成气，再利用合成气制乙酸，涉及的反应如下：反应：CH4(g)CO2(g)2H2(g)2CO(g)H1 反应：2H2(g)CO(
20、g)CH3OH(g)H290.9 kJmol1 反应：CH3OH(g)CO(g)CH3COOH(g)H3118.2 kJmol1(1)已知：CH4(g)CO2(g)CH3COOH(g)H37.9 kJmol1，则“反应”的 H1_。(2)“反应”的化学反应速率 vkpm(CH4)pn(CO2)，k 为速率常数。1 123 K 和 1 173 K 时，分别保持 p(CO2)或 p(CH4)不变，测得速率 v 与 p(CH4)、p(CO2)的关系如图 1、图 2所示：由图 1、图 2 可知，下列叙述正确的是_(填字母)；A当 10 kPap(CH4)25 kPa 时，m1 B其他条件不变，增大 p
21、(CO2)，速率 v 不一定增大 Ca、b、c 三点速率常数的大小关系为：kakbkc 若初始时按 n(CH4)n(CO2)11 进气，且 kb1.3 102 molg1s1kPa2，则 b 点的化学反应速率 v_molg1s1。(3)向盛有催化剂的刚性容器中通入等物质的量的 CH4(g)和 CO2(g)，发生“反应”。在923 K 和 1 173 K 时，CH4(g)的转化率()与时间(t)的关系如图 3 所示。923 K 时，CH4(g)的平衡转化率 _，若平衡时体系的总压强为 p0，平衡常数K923 K_(用含 p0的代数式表示)。.CH4CO2两步法制乙酸。(4)反应：CH4(g)CO
22、2(g)CH3COOH(g)不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行(如图 4)，可在较温和的条件下实现上述转化，具体过程：第二步反应的化学方程式为_ _ _；为增大 CH3COOH 的平衡产率，从温度角度考虑，第一步反应在高温下进行，第二步反应 在 _ 进 行；从H2浓 度 的 角 度 考 虑，应 采 取 的 措 施 是_ _ _。解 析：.(1)根 据 盖 斯 定 律，反 应：可 得 总 反 应：CH4(g)CO2(g)CH3COOH(g)H37.9 kJmol1，则 H1H2H3H，故 H1HH2H337.9 kJmol1(90.9 kJmol1)(118.2 kJmol1)247
23、.0 kJmol1。(2)当 10 kPap(CH4)25 kPa 时，由题图 1 速率随甲烷的分压变化图可知，图象为一条直线，故斜率为 1，则 m1，故 A 项正确；由题图 2 速率随二氧化碳的分压变化图可知，其他条件不变，增大 p(CO2)，在 p(CO2)的值为 25 kPa 时，速率不再发生变化，故速率 v 不一定增大，故 B 项正确；由题图 1 可知，vavbvc，a 和 b 的 p(CH4)相等，根据公式：vkpm(CH4)pn(CO2)，由 vavb可知，kakb，三个点中 c 点 p(CH4)值最小，故无法得出 c 点速率常数最小关系，故 C 项错误；答案选 AB；若初始时按
24、n(CH4)n(CO2)11 进气，则 b 点的化学反应速率 vkpm(CH4)pn(CO2)，已知：kb1.3102 molg1s1kPa2，CH4(g)CO2(g)2H2(g)2CO(g)，由题图 1 可知，当 10 kPap(CH4)25 kPa时，m1，n1，vb kb20 kPa20 kPa1.3102 molg1s1kPa2400 kPa2 5.2 molg1s1。(3)反应：CH4(g)CO2(g)2H2(g)2CO(g)H247.0 kJmol1，正反应吸热，升高温度，反应向正反应方向移动，CH4(g)的转化率增大，则平衡时 CH4(g)的转化率为 98%的曲线为温度 1 17
25、3 K 时的平衡曲线，60%的曲线为温度 923 K 时的平衡曲线，由曲线可知，923 K 时，CH4(g)的平衡转化率 60%，若平衡时体系的总压强为p0，设 CH4和 CO2的初始投入物质的量为 1 mol，923 K 平衡时，CH4(g)的平衡转化率60%，列“三段式”：CH4(g)CO2(g)2H2(g)2CO(g)起始量/mol 1 1 0 0 变化量/mol 0.6 0.6 1.2 1.2 平衡量/mol 0.4 0.4 1.2 1.2 则平衡常数 K923 Kp2（H2）p2（CO）p（CO2）p（CH4）p01.23.22p01.23.22p00.43.2 p00.43.281
26、64p20或 1.265 625p20。.(4)根据题图 4，第二步反应的化学方程式为 CO2Co3C2H2CH3COOH3Co；根据题图 4 可知，第二步反应为放热反应，从温度角度考虑，为了增大 CH3COOH 的平衡产率，要使反应正向移动(放热的方向)，应降低温度，所以第二步反应在低温下进行；从 H2 浓度的角度考虑，第一步反应中氢气为生成物，要使平衡向正反应方向进行，则应该减小氢气的浓度(或压强)，对于第二步反应，氢气为反应物，可增大氢气的浓度(或压强)，促使平衡向正反应方向移动，使 CH3COOH 的平衡产率增大。答案：.(1)247.0 kJmol1(2)AB 5.2(3)60%81
27、64p20(或 1.265 625p20).(4)CO2Co3C2H2CH3COOH3Co 低温 第一步中减小氢气的浓度(或压强)，第二步中增大氢气的浓度(或压强)11(2020佛山第二次模拟)CoS2 催化 CO 烟气脱硫具有广阔的工业化前景。回答下列问题：(1)已知：CoS2(s)CO(g)CoS(s)COS(g)H1；2COS(g)SO2(g)3S(s)2CO2(g)H2；S(s)CoS(S)CoS2(s)H3。则 2CO(g)SO2(g)催化剂2CO2(g)S(s)H4_(用含 H1、H2、H3的代数式表示)。(2)在恒温、恒压的容器中模拟回收硫，加入 SO2起始量均为 1 mol，测
28、得 CO2的平衡体积分数随 CO 和 SO2的投料比变化如图 1：当投料比为 2 时，t min 时测得 SO2转化率为 50%，则用 S 的生成速率表示的反应速率v_gmin1；当投料比为 3 时，CO2的平衡体积分数对应的点是_。(3)向体积均为 1 L 的恒温、恒容密闭容器通入 2 mol CO 和 1 mol SO2。反应体系总压强随时间的变化如图 2：相对于曲线，曲线改变的外界条件是_；SO2的平衡转化率为_，平衡常数 Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，不考虑有关量的单位)。解析：(1)根据盖斯定律可知，反应：22可得：2CO(g)SO2(g)催化剂2CO2(g)S(s)H42H1
29、H22H3。(2)当投料比为 2 时，t min 时测得 SO2转化率为 50%，则有 2CO(g)SO2(g)催化剂2CO2(g)S(s)起始量/mol 2 1 0 0 变化量/mol 1 0.5 1 0.5 平衡量/mol 1 0.5 1 0.5 S 的生成速率 v生成S的质量t0.5 mol32 gmol1t16t gmin1；当投料比为 3 时，相当于在投料比为 2 达到平衡时再充入 1 mol 的 CO，平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理可知达到平衡时，CO2的体积分数小于投料比为 2 达到平衡时 CO2的体积分数，故对应的点是 C。(3)由图象可知，曲线、达到平衡时压强不变，则
30、平衡不移动，但曲线达到平衡的时间变短，则曲线使用(或使用更高效)催化剂；恒温、恒容密闭容器中气体的压强与物质的量成正比，设反应消耗 SO2物质的量为 x mol，则有 2CO(g)SO2(g)催化剂2CO2(g)S(s)起始值/mol 2 1 0 0 变化值/mol 2x x 2x x 平衡值/mol 22x 1x 2x x 3 mol（3x）mol160 kPa120 kPa则x0.75，SO2的平衡转化率为0.75 mol1 mol 100%75%，则平衡时n(CO)0.5 mol，n(SO2)0.25 mol，n(CO2)1.5 mol，则平衡常数 Kpp2（CO2）p2（CO）p（SO
31、2）1.52.2512020.52.2512020.252.251200.675。答案：(1)2H1H22H3(2)16t C(3)使用(或使用更高效)催化剂 75%0.675 12(2020广东化州第一中学月考)(1)将不同量的 CO(g)和 H2O(g)分别通入体积为 2 L的恒容密闭容器内，进行反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)。得到如下两组数据：实验组 温度/起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需要的时间/min H2O CO H2 CO 1 650 2 4 1.6 2.4 5 2 900 1 2 0.4 1.6 3 实验 1 中以 v(CO2)表示的反应速率为_
32、。该反应为_(填“吸”或“放”)热反应。(2)在一容积为 2 L 的密闭容器内加入 2 mol 的 CO 和 6 mol 的 H2，在一定条件下发生如下反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：由图可知反应在 t1、t3、t7时都达到平衡，而在 t2、t8时都改变了条件，试从以下措施中选出适宜的改变条件：t2_，t8_；(此处两空均填下列选项字母)a增加 CO 的物质的量 b加催化剂 c升高温度 d压缩容器体积 e将 CH3OH 气体液化 f充入氦气 若 t4时降压，t5时达到平衡，t6时为增大反应物的浓度，请在图中画出 t4t6时逆反应速率与时
33、间的关系曲线。解析：(1)由表中数据可知，CO 的物质的量变化量为 4 mol2.4 mol1.6 mol，v(CO)nVt1.6 mol2 L5 min 0.16 molL1min1，速率之比等于化学计量数之比，故 v(CO2)v(CO)0.16 molL1min1。由表中数据可知，实验 1 中 CO 的物质的量变化量为 4 mol2.4 mol1.6 mol，实验 1 中 CO 的转化率为1.6 mol4 mol 100%40%，实验 2 中 CO 的物质的量变化量为 2 mol1.6 mol0.4 mol，实验 2 中 CO 的转化率为0.4 mol2 mol 100%20%，则实验 1 的转化率大于实验 2，则说明温度升高，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应。(2)根据题图可知，t2速率增大，平衡向逆反应方向移动，根据反应特点，改变的条件为升高温度，答案选 c；t8时反应速率增大，但平衡未移动，故使用了催化剂，答案选 b；t4时降压，速率减小，t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，反应速率增大，故 t4t6时逆反应速率与时间的关系曲线如图。答案：(1)0.16 molL1min1 放(2)c b 见解析
